TOI-4860b ดาวเคราะห์ยักษ์ที่พบรอบดาวฤกษ์แคระแดง

 

ภาพจากศิลปินแสดงดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ดวงใหญ่จนน่าตกใจในวงโคจรรอบดาวฤกษ์ที่มีขนาดค่อนข้างเล็ก

     ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติได้พบดาวเคราะห์ขนาดพอๆ กับดาวพฤหัส ซึ่งไม่ปกติดวงหนึ่งกำลังโคจรรอบดาวฤกษ์มวลต่ำ

     ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่เพิ่งพบใหม่มีชื่อว่า TOI-4860b อยู่ในกลุ่มดาวนกกา(Corvus) เป็นดาวเคราะห์ที่ไม่ปกติด้วยสองเหตุผลนี้ เมื่อดาวฤกษ์แม่ของมันมีมวลที่ต่ำมากจนไม่คาดคิดว่าจะมีดาวเคราะห์ก๊าซขนาดใหญ่ได้ และดาวเคราะห์ยังดูเหมือนจะมีธาตุหนักสูงเป็นพิเศษ การศึกษาซึ่งนำโดยนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม เผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      ดาวเคราะห์ดวงนี้เดิมถูกจำแนกพบโดยปฏิบัติการ TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) เมื่อมันทำให้ดาวฤกษ์แม่มีความสว่างลดลงเมื่อมันโคจรผ่านหน้า แต่ข้อมูลเพียงแค่นี้ก็ยังไม่พอที่จะยืนยันว่ามันเป็นดาวเคราะห์ ทีมจึงใช้หอสังเกตการณ์ทางใต้สเปคคูลูส์ ในทะเลทรายอะตาคามาของชิลี เพื่อตรวจสอบสัญญาณดาวเคราะห์ในหลายช่วงความยาวคลื่นและระบุธรรมชาติความเป็นดาวเคราะห์ได้

     นักดาราศาสตร์ยังได้สำรวจดาวเคราะห์นี้ก่อนและหลังจากที่มันหายไปซ่อนอยู่เบื้องหลังดาวฤกษ์แม่ และสังเกตเห็นได้ว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงความสว่าง ซึ่งหมายความว่าดาวเคราะห์ไม่ได้เปล่งแสงออกมาแต่อย่างใด สุดท้าย ทีมร่วมมือกับทีมญี่ปุ่นใช้กล้องโทรทรรศน์ซูบารุที่ฮาวาย ซึ่งตรวจสอบมวลของดาวเคราะห์ได้ก็ยืนยันมันได้ การติดตามผลดาวฤกษ์และยืนยันดาวเคราะห์ของมันเป็นความคิดริเริ่มจากกลุ่มนักศึกษาปริญญาเอกในโครงการ SPECULOOS(Search for habitable Planets Eclipsing Ultra-cool Stars)  

ภาพจากศิลปินแสดงดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์(protoplanetary disk) รอบดาวฤกษ์ที่เกิดใหม่ โดยปกติ ดาวฤกษ์ที่มีขนาดเล็กก็จะมีดิสก์กำเนิดดาวเคราะห์ที่เล็กด้วย จึงไม่น่าจะก่อตัวดาวเคราะห์ยักษ์ที่คล้ายดาวพฤหัสฯ ได้ 

     George Dransfield หนึ่งในนักศึกษาปริญญาเอกกลุ่มนั้น ซึ่งล่าสุดเพิ่งเสนอวิทยานิพนธ์ที่มหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม อธิบาย ภายใต้แบบจำลองการก่อตัวดาวเคราะห์ที่เรายึดมั่น ยิ่งดาวฤกษ์มีขนาดเล็กเท่าใด ดิสก์วัสดุสารรอบๆ ดาวฤกษ์ก็จะมีขนาดเล็กตามไปด้วย เมื่อดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากดิสก์ดังกล่าว จึงคาดว่าดาวเคราะห์มวลสูงที่คล้ายดาวพฤหัสฯ ไม่น่าจะก่อตัวขึ้นได้ อย่างไรก็ตาม เราต้องแปลกใจกับงานนี้และอยากจะตรวจสอบว่าที่ดาวเคราะห์ดวงนี้เพื่อดูความเป็นไปได้ TOI-4860 จึงเป็นการยืนยัน(ความเป็นไปได้) ครั้งแรกของเรา และยังเป็นดาวมวลต่ำที่สุดเท่าที่เคยพบว่ามีดาวเคราะห์มวลสูงโคจร

     Armaury Triaud ศาสตราจารย์ด้านดาวเคราะห์นอกระบบวิทยา มหาวิทยาลับเบอร์มิงแฮมซึ่งนำการศึกษานี้ กล่าวว่า ฉันต้องขอบคุณเหล่านักศึกษาปริญญาเอกผู้ปราดเปรื่องเหล่านี้ในทีมของเราด้วยซ้ำที่เสนอว่าจะสำรวจระบบอย่าง TOI-4860 งานวิจัยนี้ให้ผลตอบแทนคุ้มค่าเนื่องจากดาวเคราะห์อย่าง TOI-4860b มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเข้าใจการก่อตัวดาวเคราะห์ให้ลึกซึ้งมากขึ้น

     ร่องรอยสิ่งที่อาจเกิดขึ้นถูกซ่อนอยู่ในคุณสมบัติของดาวเคราะห์ดวงนี้ ซึ่งดูเหมือนจะอุดมไปด้วยธาตุหนักเป็นพิเศษ เราได้ตรวจพบบางสิ่งที่คล้ายๆ กันนี้ในดาวฤกษ์แม่ด้วยเช่นกัน ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่ปริมาณธาตุหนักเร่งกระบวนการก่อตัวดาวเคราะห์ให้ดีขึ้น

ภาพจากศิลปินแสดง TOI-4860b 

     ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ดวงใหม่ใช้เวลา 1.52 วันเพื่อโคจรครบรอบดาวฤกษ์แม่ แต่เนื่องจากแม่ของมันเป็นดาวแคระแดงมวลต่ำที่เย็น ดาวเคราะห์เองก็น่าจะเรียกว่า พฤหัสอุ่น(warm Jupiter) นี่เป็นดาวเคราะห์กลุ่มย่อยที่มีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับนักดาราศาสตร์ที่จะเริ่มต้นการสำรวจและเรียนรู้ให้มากขึ้นเกี่ยวกับดาวเคราะห์ลักษณะนี้ก่อตัวได้อย่างไร

     Mathide Timmermans นักศึกษาปริญญาเอกอีกคนในโครงการ SPECULOOS ที่ทำงานที่มหาวิทยาลัยลีจในเบลเจียม กล่าวสรุปว่า ต้องขอบคุณคาบการโคจรที่สั้นมากๆ ของมัน และกับคุณสมบัติดาวฤกษ์แม่ การค้นพบ TOI-4860b ได้ให้โอกาศอันล้ำค่าในการศึกษาคุณสมบัติชั้นบรรยากาศของพฤหัสอุ่นดวงหนึ่ง และได้เรียนรู้มากขึ้นว่าดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ก่อตัวอย่างไร ล่าสุดนี้ ทีมได้รับเวลาการสำรวจที่ VLT ในชิลี ซึ่งพวกเขาอยากจะใช้เพื่อยืนยันว่าที่ดาวเคราะห์อีกหลายดวงที่มีคุณสมบัติคล้ายๆ กัน

แหล่งข่าว phys.org : new exoplanet discovery builds better understanding of planet formation
                space.com : a Jupiter-size exoplanet formed around a tiny star. Astronomers aren’t sure how